专利名称：一种电能表用时钟芯片全性能测试系统及其方法
一种电能表用时钟芯片全性能测试系统及其方法技术领域
本发明属于控制与测试技术领域，具体涉及一种电能表用时钟芯片全性能测试系统及其方法。
背景技术：
随着智能电能表的推广与普及，时钟的准确度不仅在分段计费、分时计费方面有着重要的作用，同时为智能电能表运行工况分析、需求侧管理提供重要依据。智能电能表的计时误差需经过检测后才可投入使用。时钟芯片作为智能电能表计时的依据，其质量决定了智能电能表整机计时的准确性，只有经过全性能检测合格的时钟芯片才可应用于智能电能表中。
时钟芯片本质是通过对晶体振荡器产生的震荡频率进行分频然后累加得到年月日时分秒等时间信息，并通过计算机通讯口送入处理器处理。随着智能电能表对时钟芯片的要求越来越高，需要根据时钟芯片在电能表中应用的实际工况，制定时钟芯片的全性能检测方法，包括基本参数试验、环境参数试验，以检验其工艺设计方法。目前对于智能电能表的计时误差仅仅检测其日计时误差，没有针对时钟芯片采取专门的检测设备及检测方法，导致在现场实际应用中出现智能电能表的计时误差。因此有必要提供一种电能表用时钟芯片全性能检测系统及其方法，确保时钟芯片的可靠性，为电能表计时准确度提供保障。发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种电能表用时钟芯片全性能测试系统及其方法，可对时钟芯片进行测试，同时可对采用该时钟芯片的电能表整机进行测试，采用芯片测试座形式装入时钟芯片，避免了在测试中的芯片焊接，提高测试效率和测试成本； 可以完成时钟芯片的基本性能试验、芯片可靠性试验、电能表计时可靠性试验，试验项目全面，操作简单；具有扩展性，可针对不同的芯片外接相应的测试板即可进行测试；可对时钟芯片可靠性进行评估，实现时钟芯片的寿命预计。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案
提供一种电能表用时钟芯片全性能测试系统，所述系统包括测试模块、日计时误差测试单元和温度试验箱；置于测试模块中的时钟芯片输出秒脉冲信号，所述测试模块将秒脉冲信号输入日计时误差测试单元，通过调节温度试验箱的温度，测试模块和日计时误差测试单元测试不同温度下的晶体振荡输出频率偏差和日计时误差。
所述测试模块包括芯片测试座、芯片晶体振荡频率输出端子、电流检测单元、芯片功耗测试输出端子、频率测试单元、电能表集成模块、芯片外围电路和可调直流电压源。
所述时钟芯片置于所述芯片测试座中，芯片晶体振荡频率输出端子连接频率测试单元，电流检测单元连接芯片功耗测试输出端子，可调直流电压源为所述芯片外围电路和电能表集成模块供电。
所述电流检测单元包括数字微安表，所述电能表集成模块包括测试底座和电能表。
所述系统对时钟芯片进行输出频率测试、芯片功耗测试、日计时误差测试、温度频差测试、温度日计时误差测试和温度功耗测试。
提供一种电能表用时钟芯片全性能测试方法，所述方法包括以下步骤
步骤I :测试时钟芯片的晶体振荡输出频率和晶体振荡温度频差；
步骤2 :测试时钟芯片功耗和时钟芯片温度功耗；
步骤3 :测试时钟芯片的日计时误差和温度日计时误差；
步骤4 :测试时钟芯片的晶体振荡温度输出频率。
所述步骤I包括以下步骤
步骤1-1 :将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将探头置于所述频率测试单元中,测试时钟芯片的晶体振荡输出频率；
步骤1-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将芯片测试座置于温度试验箱内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，选择不同时间间隔设置测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留设定时间，测试时钟芯片晶体振荡温度频差。
所述步骤2包括以下步骤
步骤2-1 :将时钟芯片置于所述电能表中，通过所述数字微安表测试其回路电流， 模拟电能表运行不同工况，测试电能表运行不同工况下的时钟芯片功耗；
步骤2-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将芯片测试座置于温度试验箱内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，选择不同时间间隔设置测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留设定时间，测试时钟芯片温度功耗。
所述步骤3包括以下步骤
步骤3-1 :将时钟芯片置于所述电能表中，并将电能表秒输出的脉冲接入日计时误差测试单元中，测试时钟芯片的日计时误差；
步骤3-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将芯片测试座置于温度试验箱内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，选择不同时间间隔设置测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留设定时间，测试时钟芯片的温度日计时误差。
所述步骤4包括以下步骤
步骤4-1 :将时钟芯片置于温度试验箱内，设置温度为其最高存储温度，根据时钟芯片具体要求设置存储时间，取出后常温下静置，测试时钟芯片的晶体振荡输出频率；
步骤4-2 :将时钟芯片置于温度试验箱内，设置温度为其最低存储温度，根据时钟芯片具体要求设置存储时间，取出后常温下静置，测试时钟芯片的晶体振荡温度输出频率。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于
(I)本发明可对时钟芯片进行测试，同时可对采用该时钟芯片的电能表整机进行测试；
(2)采用芯片测试座形式装入时钟芯片，避免了在测试中的芯片焊接，提高测试效率和测试成本；
(3)可以完成时钟芯片的基本性能试验、芯片可靠性试验、电能表计时可靠性试验，试验项目全面，操作简单；
(4)采用模块化设计，针对不同的测试要求采用不同的测试模块，且具有扩展性， 可针对不同的芯片外接相应的测试板即可进行测试；
(5)可对时钟芯片可靠性进行评估，实现时钟芯片的寿命预计。
图I是本发明实施例中电能表用时钟芯片全性能测试系统的结构示意其中，I-芯片晶体振荡频率输出端子，2-电流检测单元，3-芯片测试座，4-芯片功耗测试输出端子，5-芯片外围电路，6-频率测试单元，7-温度控制面板，8-电能表集成模块，9-可调直流电压源，10-日计时误差测试单元，11-温度试验箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图I，提供一种电能表用时钟芯片全性能测试系统，所述系统包括测试模块、日计时误差测试单元10和温度控制箱11 ;置于测试模块中的时钟芯片输出秒脉冲信号，所述测试模块将秒脉冲信号输入日计时误差测试单元10，通过调节温度控制箱11的温度，测试模块和日计时误差测试单元10测试不同温度下的晶体振荡输出频率偏差和日计时误差。
所述温度试验箱11包括温度控制面板7、观测窗、温度传感器、鼓风机、加热器、温度调节器。
所述测试模块包括芯片测试座3、芯片晶体振荡频率输出端子I、电流检测单元2、 芯片功耗测试输出端子4、频率测试单元6、电能表集成模块8、芯片外围电路5和可调直流电压源9。
所述时钟芯片置于所述芯片测试座3中，芯片晶体振荡频率输出端子I连接频率测试单元6，电流检测单元2连接芯片功耗测试输出端子4，可调直流电压源9为所述芯片外围电路5和电能表集成模块8供电。
所述电流检测单元2包括数字微安表，所述电能表集成模块8包括测试底座和电能表。
所述系统对时钟芯片进行输出频率测试、芯片功耗测试、日计时误差测试、温度频差测试、温度日计时误差测试和温度功耗测试。
提供一种电能表用时钟芯片全性能测试方法，所述方法包括以下步骤
步骤I :测试时钟芯片的晶体振荡输出频率和晶体振荡温度频差；
步骤2 :测试时钟芯片功耗和时钟芯片温度功耗；
步骤3 :测试时钟芯片的日计时误差和温度日计时误差；
步骤4 :测试时钟芯片的晶体振荡温度输出频率。
所述步骤I包括以下步骤
步骤1-1 :将时钟芯片置于所述芯片测试座3中，并将探头置于所述频率测试单元 6中,测试时钟芯片的晶体振荡输出频率；
步骤1-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座3中，并将芯片测试座3置于温度控制箱11内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，每10°c设置一测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留lh，测试时钟芯片晶体振荡温度频差。
所述步骤2包括以下步骤
步骤2-1 :将时钟芯片置于所述电能表中，通过所述数字微安表测试其回路电流， 模拟电能表运行不同工况，测试电能表运行不同工况下的时钟芯片功耗；
步骤2-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座3中，并将芯片测试座3置于温度控制箱11内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，每10°c设置一测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留lh，测试时钟芯片温度功耗。
所述步骤3包括以下步骤
步骤3-1 :将时钟芯片置于所述电能表中，并将电能表秒输出的脉冲接入日计时误差测试单元中，测试时钟芯片的日计时误差；
步骤3-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座3中，并将芯片测试座3置于温度控制箱11内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，每10°c设置一测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留lh，测试时钟芯片的温度日计时误差。
所述步骤4包括以下步骤
步骤4-1 :将时钟芯片置于温度控制箱11内，设置温度为其最高存储温度，时间为 500h，取出后常温下静置2h，测试时钟芯片的晶体振荡输出频率；
步骤4-2 :将时钟芯片置于温度控制箱11内，设置温度为其最低存储温度，时间为 500h，取出后常温下静置2h，测试时钟芯片的晶体振荡温度输出频率。
最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。权利要求
1.一种电能表用时钟芯片全性能测试系统，其特征在于所述系统包括测试模块、日计时误差测试单元和温度试验箱；置于测试模块中的时钟芯片输出秒脉冲信号，所述测试模块将秒脉冲信号输入日计时误差测试单元，通过调节温度试验箱的温度，测试模块和日计时误差测试单元测试不同温度下的晶体振荡输出频率偏差和日计时误差。
2.根据权利要求I所述的电能表用时钟芯片全性能测试系统，其特征在于所述测试模块包括芯片测试座、芯片晶体振荡频率输出端子、电流检测单元、芯片功耗测试输出端子、频率测试单元、电能表集成模块、芯片外围电路和可调直流电压源。
3.根据权利要求2所述的电能表用时钟芯片全性能测试系统，其特征在于所述时钟芯片置于所述芯片测试座中，芯片晶体振荡频率输出端子连接频率测试单元，电流检测单元连接芯片功耗测试输出端子，可调直流电压源为所述芯片外围电路和电能表集成模块供电。
4.根据权利要求2所述的电能表用时钟芯片全性能测试系统，其特征在于所述电流检测单元包括数字微安表，所述电能表集成模块包括测试底座和电能表。
5.根据权利要求I所述的电能表用时钟芯片全性能测试系统，其特征在于所述系统对时钟芯片进行输出频率测试、芯片功耗测试、日计时误差测试、温度频差测试、温度日计时误差测试和温度功耗测试。
6.一种电能表用时钟芯片全性能测试方法，其特征在于所述方法包括以下步骤步骤I :测试时钟芯片的晶体振荡输出频率和晶体振荡温度频差；步骤2 :测试时钟芯片功耗和时钟芯片温度功耗；步骤3 :测试时钟芯片的日计时误差和温度日计时误差；步骤4 :测试时钟芯片的晶体振荡温度输出频率。
7.根据权利要求6所述的电能表用时钟芯片全性能测试方法，其特征在于所述步骤I 包括以下步骤步骤1-1:将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将探头置于所述频率测试单元中，测试时钟芯片的晶体振荡输出频率；步骤1-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将芯片测试座置于温度试验箱内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，选择不同时间间隔设置测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留设定时间，测试时钟芯片晶体振荡温度频差。
8.根据权利要求6所述的电能表用时钟芯片全性能测试方法，其特征在于所述步骤2 包括以下步骤步骤2-1 :将时钟芯片置于所述电能表中，通过所述数字微安表测试其回路电流，模拟电能表运行不同工况，测试电能表运行不同工况下的时钟芯片功耗；步骤2-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将芯片测试座置于温度试验箱内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，选择不同时间间隔设置测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留设定时间，测试时钟芯片温度功耗。
9.根据权利要求6所述的电能表用时钟芯片全性能测试方法，其特征在于所述步骤3 包括以下步骤步骤3-1 :将时钟芯片置于所述电能表中，并将电能表秒输出的脉冲接入日计时误差测试单元中，测试时钟芯片的日计时误差；步骤3-2 :将时钟芯片置于所述芯片测试座中，并将芯片测试座置于温度试验箱内，设置不同的温度点，按照时钟芯片的极限最高工作温度开始测试，选择不同时间间隔设置测试点，直至温度为时钟芯片的极限最低工作温度，每个测试点时间停留设定时间，测试时钟芯片的温度日计时误差。
10.根据权利要求6所述的电能表用时钟芯片全性能测试方法，其特征在于所述步骤 4包括以下步骤步骤4-1 :将时钟芯片置于温度试验箱内，设置温度为其最高存储温度，根据时钟芯片具体要求设置存储时间，取出后常温下静置，测试时钟芯片的晶体振荡输出频率；步骤4-2 :将时钟芯片置于温度试验箱内，设置温度为其最低存储温度，根据时钟芯片具体要求设置存储时间，取出后常温下静置，测试时钟芯片的晶体振荡温度输出频率。
全文摘要
本发明提供一种电能表用时钟芯片全性能测试系统及其方法，系统包括测试模块、日计时误差测试仪和温度试验箱；置于测试模块中的时钟芯片输出秒脉冲信号，所述测试模块将秒脉冲信号输入日计时误差测试仪，通过调节温度试验箱的温度，测试模块和日计时误差测试仪测试不同温度下的晶体振荡输出频率偏差和日计时误差。本发明可对时钟芯片进行测试，同时可对采用该时钟芯片的电能表整机进行测试，采用芯片测试座形式装入时钟芯片，避免了在测试中的芯片焊接，提高测试效率和测试成本；具有扩展性，可针对不同的芯片外接相应的测试板即可进行测试；可对时钟芯片可靠性进行评估，实现时钟芯片的寿命预计。
文档编号G04F10/00GK102981138SQ201210457679
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者郜波, 刘鹰, 薛阳, 张蓬鹤 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司